Управление спектральными, временными и пространственными характеристиками сверхкоротких импульсов среднего инфракрасного диапазона и генерация сверхмощных инфракрасных филаментов и солитонов в атмосфереНИР

Spectral, temporal and spatial control of mid-infrared ultrashort field waveforms and high-power mid-infrared filaments and solitons in air

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 23 октября 2018 г.-31 декабря 2019 г. Управление спектральными, временными и пространственными характеристиками сверхкоротких импульсов среднего инфракрасного диапазона и генерация сверхмощных инфракрасных филаментов и солитонов в атмосфере
Результаты этапа: В ходе выполнения проекта решены следующие задачи: - показана возможность управления энергией, длительностью, спектром и пространственной модой распространяющихся в атмосферном воздухе в режиме филаментации импульсов среднего ИК-диапазона с помощью измерения частотной модуляции (чирпа) импульсов. Получена компрессия положительно чирпированных 150-фс импульсов до длительности 30 фс, что составляет около двух оптических периодов, вследствие действия вызванных керровской и рамановской нелинейностями спектрального уширения и аномальной дисперсии воздуха. Так как дисперсия усиливается на красном крыле спектра импульса, генерируемом посредством рамановского рассеяния, то чирпирование лазерного импульса ведет к увеличению пороговой энергии импульса, необходимой для филаментации, к симметризации профиля пучка и к значительному уменьшению энергетических потерь импульса. Впервые продемонстрировано формирование световых пуль в среднем ИК-диапазоне – электромагнитных волн с высокой степенью пространственной и временной локализации одновременно. Световые пули формируются из-за баланса между нелинейным керровским, рамановским и дисперсионным фазовыми набегами атмосферного воздуха, что приводит к солитоноподобной динамике фемтосекундных импульсов среднего ИК-диапазона в филаментах и пространственному самоканалированию пучка в филаменте. - исследован новый режим сверхбыстрой нелинейной динамики поля, при котором эффект самоукручения заднего фронта импульса действует совместно с солитонной самокомпрессией, приводя к укручению заднего фронта импульса, обеспечивая генерацию электромагнитных осцилляций с длительностью вплоть до половины периода колебания поля. Этот сценарий самокомпрессии импульсов обеспечивает возможность генерации импульсов среднего инфракрасного излучения с субполупериодной длительностью для широкого класса оптических волноводных систем с аномальной дисперсией. - рассмотрен физический сценарий при котором исходные инфракрасные лазерные импульсы, распространяющиеся в воздухе в области аномальной дисперсии, могут быть сжаты в ходе своей пространственно-временной солитонной динамики, что приводит к формированию волновых пакетов в среднем ИК-диапазоне, чья пиковая интенсивность значительно больше чем у исходных импульсов. Мы показали, что такой процесс солитонной самокомпрессии в свободном пространстве не требует ионизации или лазерной филаментации, позволяя производить эффективную самокопрессию лазерных импульсов среднего ИК-диапазона мощностями от 30 ГВт до 0.5 ТВт. Также было показано, что этот метод может быть применен на дальних распространениях, предоставляя лазерные импульсы большой пиковой интенсивности в атмосфере на расстояниях в сотни метров, предлагая новые пути для развития дистанционного зондирования
2 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Управление спектральными, временными и пространственными характеристиками сверхкоротких импульсов среднего инфракрасного диапазона и генерация сверхмощных инфракрасных филаментов и солитонов в атмосфере
Результаты этапа:
3 1 января 2021 г.-31 октября 2021 г. Управление спектральными, временными и пространственными характеристиками сверхкоротких импульсов среднего инфракрасного диапазона и генерация сверхмощных инфракрасных филаментов и солитонов в атмосфере
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".